Sonnensystem: Weltraumtornados als Gefahr für die Erde
Nicht nur auf der Erde gibt es Wetter, auch im Weltraum. Und dieses hat einen Einfluss auf unseren Planeten. Anders als bei meteorologischen Diensten für die Erde sind die Wettervorhersagen fürs Weltall weniger gut. Zwischen dem Auftreten eines Sonnensturms und dessen Eintreffen auf der Erde liegen nur wenige Stunden. Laut den fortschrittlichen Computersimulationen der Universität Michigan (UM)(öffnet im neuen Fenster) sind wir auf der Erde jedoch noch weniger auf das vorbereitet, was in der Fachwelt als Weltraumtornados bezeichnet wird.
Im Mai 2024 schickten Flares, die von der Sonnenoberfläche ausbrachen, gewaltige Schwaden geladenen Plasmas auf den Planeten. Diese hatten intensive geomagnetische Kräfte, die auch Stromleitungen zum Erliegen brachten. Außerdem mussten einige Flugzeuge ihre Route ändern und es kam zu Satellitenproblemen – unter anderem einem erhöhten Kraftstoffverbrauch .
Die Gefahr von Sonnenstürmen
Der Sonnenwind ist ein komplexes, dynamisches Zusammenspiel von flüssiger Energie, genau wie der Wind auf der Erde. Experten haben die intensivsten Beispiele, die sogenannten koronalen Massenauswürfe (CMEs), lange analysiert.
Diese schnellen, dichten Plasmawolken haben einen durchschnittlichen Durchmesser von 34 Millionen Kilometern. Jedoch können die vorhandenen Computersimulationen nur Varianten mit einer Breite von lediglich sieben Millionen Kilometern berücksichtigen.
Sonnenstürme erzeugen nicht immer solch gewaltige Emissionen. Manchmal erzeugt die Sonne vergleichsweise kleine, nur 3.000 bis sechs Millionen Kilometer breite Fluxstränge, die weit hinter den bisherigen Simulationsmöglichkeiten zurückbleiben.
Diese Weltraumtornados können dennoch die Stromnetze und digitalen Systeme der Erde schädigen. Kürzlich haben Forscher ein völlig neues Simulationssystem entwickelt, um die kleineren, selbst für moderne Teleskope schwerer zu erfassenden Ereignisse zu berücksichtigen. Die daraus resultierenden Daten zeigen, dass auch von diesen Weltraumtornados eine Gefahr ausgeht.
Weltraumtornados: Klein, aber gefährlich
"Unsere Simulation zeigt, dass das Magnetfeld in diesen Wirbeln stark genug sein kann, um einen geomagnetischen Sturm auszulösen und echte Probleme zu verursachen" , teilte der Klima- und Weltraumwissenschaftler Chip Manchester der UM mit(öffnet im neuen Fenster) .
Die Modelle des Teams deuten darauf hin, dass sich viele dieser Weltraumtornados als CMEs bilden und durch den sich langsamer bewegenden Sonnenwind ziehen. Durch die Wechselwirkung mit dem Sonnenwind werden anschließend rotierende Plasmaformationen herausgeschleudert – ähnlich wie ein Schneepflug den Schnee an den Straßenrand schiebt.
Manchmal lösen sich diese Tornados einfach auf. Manchmal prallen sie aber auf nahegelegene Sonnenwindströme. "Dies ist eine Frage der nationalen Sicherheit" , warnt Mojtaba Akhavan-Tafti, Mitautor der Studie. "Wir müssen Strukturen wie diese erdgebundenen Flussseile proaktiv finden und vorhersagen, wie sie auf der Erde aussehen werden, um verlässliche Weltraumwetterwarnungen für Stromnetzplaner, Flugdienstleiter und Landwirte zu erstellen."
Es braucht einen besseren Dienst fürs Weltraumwetter
Laut dem Forschungsteam erzeugt der Sonnenwind nur dann geomagnetische Stürme, wenn das Magnetfeld stark nach Süden ausgerichtet ist. Die Sonne kann jedoch Plasmawolken in alle Richtungen ausstoßen. Ein CME auf der erdabgewandten Seite der Sonne kann immer noch kleinere Weltraumtornados erzeugen, deren Bahn schließlich auf den Planeten gerichtet ist.
Diese Wirbel auf der gegenüberliegenden Seite der Sonne sind diejenigen, die nach dem derzeitigen Konstellationssystem unbemerkt blieben. Manchester verglich die Situation mit dem Versuch, einen Hurrikan aus der Ferne anhand der Daten eines einzigen Windmessers zu überwachen.